بحران کمبود آب، یکی از مهم ترین مشکلات پیش روی بشر در عصر حاضر است. از این رو بشر از آخرین فن آوری های موجود علمی و عملی برای حل مشکل کم آبی در مناطق خشک و نیمه خشک کمک گرفته و با گسترش روش های بهینه سازی مصرف، سعی در کاهش بحران دارد. به همین دلیل، استفاده بهینه از منابع آب و نیز استفاده از روش های جدید استحصال آب، نقش قابل توجهی در تعدیل اثرات کم آبی ایفا می کند. یکی از روش های افزایش بارش و تولید آب، فن آوری بارورسازی ابرهاست. از این رو، هدف از پژوهش حاضر بررسی اثر فن آوری باروری ابرها بر افزایش آب حوضه آبریز خاش که یکی از مستعدترین مناطق برای اجرای پروژه های تعدیل وضع هوا در استان سیستان است، می باشد. نتایج ارزیابی پروژه های متفاوت بارورسازی ابرها حدود 15 تا 20 درصد افزایش بارش را نشان می دهد. به همین دلیل با استناد بر مقالات ملی و بین المللی و با در نظر گرفتن سناریوی افزایش بارش حدود 15 تا 20 درصد، به بررسی مدیریت منابع آب حوضه مشخص شده در بخش های شرب، کشاورزی و صنعت پرداخته شده است. سپس، با استفاده از مدل برنامه ریزی و ارزیابی منابع آب ((WEAP)) وضعیت حوضه آبریز خاش در ماه های آذر، دی، بهمن، اسفند و فروردین (ماه های مستعد بارورسازی ابرها) و در شرایط 20 درصد افزایش بارش ناشی از اجرای پروژه های بارورسازی ابرها تحلیل شد و مقدار درصد تامین نیازهای آب شرب، کشاورزی و صنعت استخراج شده و مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج ارزیابی و بررسی داده های بارش، اثر مثبت اجرای پروژه های تعدیل وضع هوا را بر منابع آب حوضه آبریز خاش نشان می دهد.

توسعة منابع آب ارتباط مستقیمی با پیشرفت اقتصادی و اجتماعی جوامع مختلف دارد. محدودیت آب های شیرین همیشه مردم مناطق مختلف را با مشکلاتی روبه رو کرده است. از این رو برنامه ریزی و مدیریت عرضه و تقاضای منابع آب محدود جزء بخش اجتناب ناپذیر هر سیستم کارآمد محسوب می شود. در این پژوهش از مدل ارزیابی و برنامه ریزی منابع آب ((WEAP)) جهت برنامه ریزی و مدیریت عرضه و تقاضا در مخزن سد نهند واقع در استان آذربایجان شرقی که یکی از منابع اصلی تأمین آب شرب شهر تبریز محسوب می شود، استفاده شد. برای شبیه سازی منطقة مورد مطالعه در مدل (WEAP) از داده های تعداد جمعیت شهر تبریز، سرانة مصرف آب شرب به ازای هر نفر، میزان هدررفت آب در شبکة توزیع، دبی ورودی مخزن نهند، اطلاعات سد نهند، میزان سطح زیرکشت و غیره استفاد شد. نتایج تحقیق نشان داد که میزان تقاضای آب برای دورة آینده (2040-2021) به علت افزایش جمعیت روند صعودی خواهد داشت و از این رو منابع موجود در حوضه، توانایی تأمین همة نیازها را نخواهند داشت. یافته های تحقیق نشان داد سامانة مورد مطالعه برای دورة آینده (2040-2021) تحت سناریوهای مرجع (ادامة وضع موجود)، SC1 (افزایش جریان ورودی به میزان 10 درصد) و SC2 (کاهش جریان ورودی به میزان 10 درصد) از نقطه نظر تأمین آب مورد نیاز شرب، شهر تبریز به ترتیب 1/28، 3/7 و 3/44 درصد و از نقطه نظر تأمین نیاز کشاورزی به ترتیب 4/31، 3/18 و 4/44 درصد کمبود را تجربه خواهد کرد. هم چنین، با ارزیابی شاخص های عملکرد مخزن، مشخص شد که تحت تمامی سناریوها، سامانه با شرط تأمین 100 و 80 درصدی نیازها، با شکست مواجه خواهد شد و لذا مخزن با اعمال سناریوی SC1 نسبت به دو سناریوی دیگر از پایداری بیش تری برخوردار خواهد بود.

لزوم کاهش مصرف آب در بخش کشاورزی به عنوان بزرگ ترین مصرف کننده آب در دنیا، به منظور پایداری منابع آب بر کسی پوشیده نیست. با اقداماتی از قبیل اصلاح الگوی کشت و کاهش سطح زیر کشت و ... می توان به این هدف دست یافت. در این مطالعه وضعیت منابع آب و تقاضاهای آبیاری دشت نیشابور با استفاده از مدل (WEAP) مورد بررسی قرار گرفت. برای ارزیابی اثرات راهبردهای مذکور، سناریوهایی با عناوین تغییر الگوی کشت، کاهش سطح زیر کشت و سناریوی ترکیبی (ترکیب این دو راهکار) مطرح شد و سپس برای یک دوره 20 ساله شبیه سازی انجام گرفت. نتایج نشان دادند که با اعمال این سناریوها، میانگین سالانه نیاز آبیاری به ترتیب حدود 9، 10 و 18 درصد کمتر خواهد شد، و متعاقبا از رقم میانگین کسری سالانه مخزن به ترتیب 13، 8 و 18 درصد کاسته می شود، به بیانی دیگر این راهبردها می توانند نقش بسزایی در کاهش تقاضای آب کشاورزی، و در نتیجه کاهش برداشت از منابع آب منطقه داشته باشند.

یکی از مهم ترین چالش های بهره برداری از سامانه های مدیریت منابع آب و به طور خاص مخازن سطحی در رویارویی با تغییرات هیدرولوژیکی، در نظر گرفتن وقوع پدیده خشکسالی در نحوه بهره برداری از منابع آب است. علاوه بر تغییرات دبی نسبت به متوسط، عامل مهم دیگر تداوم پدیده خشکسالی می باشد. یکی از راه های مقابله با خشکسالی، بهره برداری مناسب از منابع آب در شرایط خشکسالی است. برای بهره برداری از منابع آب مدل های مختلفی مانند (WEAP) توسعه یافته است. اما چنین مدلی قابلیت مدل سازی بهره برداری مخازن در شرایط خشکسالی را ندارد. بنابراین، توسعه چنین امکانی در مدل (WEAP) برای مهندسین منابع آب بسیار حائز اهمیت است. در پژوهش حاضر امکان توسعه قوانین بهره برداری هجینگ در قالب نرم افزار (WEAP) مورد تحلیل قرار گرفت و برنامه ای الحاقی برای نرم افزار (WEAP) توسعه داده شد. توسعه این مدل امکان تلفیق بهینه سازی و شبیه سازی در سطح حوزه های آبخیز را فراهم می کند. به منظور آزمون قابلیت های این برنامه الحاقی، بهره برداری از مخازن رودخانه گرگان رود مدل سازی شد و نتایج این مدل توسعه داده شده با نتایج مدل معمولی (WEAP) مقایسه شد. نتایج نشان دهنده افزایش کارایی نرم افزار (WEAP) در مدل سازی شرایط خشکسالی هیدرولوژیکی از یک درصد در سد وشمگیر تا 37 درصد در سد گلستان بوده است. شایان ذکر است که مدل الحاقی به صورت یک مدل عمومی توسعه پیدا کرده و قابل بکارگیری در حوضه های مختلف می باشد.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

تغییر اقلیم فرآیندهای هیدرولوژیکی و دسترسی به آب را در سطح جهانی تغییر داده است. معرفی راهبردهای مناسب مدیریت آب درک تعامل بین تغییر اقلیم و منابع آب، به محققان و سیاستگزاران در کاهش اثرات مضر ناشی از تغییر اقلیم همچون بهره برداری بی رویه و برنامه ریزی نشده از منابع آب کمک خواهد کرد. لذا اتخاذ سیاست های مدیریتی آب تحت تاثیر تغییر اقلیم و ارزیابی سناریوهای مختلف اقلیمی ضروری است. به منظور بررسی تاثیر تغییر اقلیم بر سایت های عرضه و تقاضا داده های گردش عمومی جو تحت دو سناریو RCP4.5 و RCP8.5 استخراج شد. سپس داده با استفاده از مدل LARS_WG ریزمقیاس نمایی گردید و در ادامه از مدل IHACRES برای شبیه سازی بارش- رواناب استفاده گردید و در نهایت خروجی های این مدل به عنوان ورودی به مدل (WEAP) معرفی شدند. در ادامه اثرات تغییر اقلیم در طی دوره آماری 2020 تا 2039 بر سایت های مدیریتی با استفاده از مدل بارش- رواناب IHACRES پیش بینی و مشخص گردید که در دوره واسنجی و اعتبارسنجی ضریب همبستگی و خطای اریبی به ترتیب 72 درصد، 08/0، 69 درصد و 59/0 بوده که نشان دهنده کارآیی قابل قبول مدل در منطقه است. در نهایت با اولویت تخصیص یک برای شرب و دو برای کشاورزی مدل CMIP5( MIROC 8.5) تحت سناریوRCP 8.5 بیشترین میزان تقاضای برآورد نشده را دارد. از سوی دیگر مدل CMIP5 (GFDL4.5)تحت سناریو RCP 4.5 با72 درصد قابلیت اطمینان حجمی و 42 درصد قابلیت اطمینان زمانی، بالاترین قابلیت اطمینان را خواهد داشت. در مجموع، مدل CMIP5 (GFDL4.5)نسبت به سایر سناریوها قابلیت اطمینان حجمی و زمانی بالاتری دارد.

تأمین آب و مدیریت صحیح منابع آب، یکی از چالش های جدی مدیران و تصمیم گیران این حوزه است. مسأله تصمیم گیری و تلاش برای یافتن یک راهکار مناسب در حوضه های کم آب جهت حل مشکل کم آبی، به تخصیص بهینه و اولویت بندی مصرف آب بین بخش های کشاورزی، شرب و صنعت و تأمین نیازهای زیست محیطی منطقه توجه دارد. این تحقیق با ارائه چارچوبی سیستماتیک و مدل سازی با استفاده از نرم افزار (WEAP)، به بررسی اثرات شکل های مختلف توسعه بر سیستم می پردازد. جهت بررسی موردی، این مدل در حوضه آبریز دریاچه ارومیه به کار گرفته شد. سیاست های موجود برای حل مشکلات این حوضه (ارائه شده توسط ستاد احیای دریاچه ارومیه)، به انتقال آب از دریاچه خزر به این دریاچه تأکید دارند که فعالیتی پر هزینه بوده و اثرات زیست محیطی و مشکلات متعددی دربر خواهد داشت. در این مطالعه این سناریو به همراه تعدادی از دیگر سناریوهای پیشنهاد شده توسط این ستاد، با استفاده از جعبه ابزار حامی تصمیم گیری مبتنی بر تصمیم گیری چندمعیاره مورد ارزیابی قرار گرفته و انتخاب بهترین سناریو به کمک این ابزار و بر مبنای روش TOPSIS انجام گرفت. در ادامه به منظور تعیین نحوه تخصیص بهینه آب به بخش های مصرفی و بر اساس دیدگاه همکاری ذینفعان در حل مشکل این حوضه، با پیشنهاد 4 سناریو مبتنی بر ائتلاف های مختلف ذینفعان، از نظریه بازی ها استفاده شد و نتایج نشان داد که با تخصیص آب به ذینفعان و تشکیل بازی کاملاَ همکارانه و استفاده از روش ارزش شاپلی، سود همه ذینفعان افزایش می یابد و سناریوی کاملا همکارانه می تواند به عنوان جایگزینی برای سناریوی انتقال آب به این حوضه مطرح شود.